Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory6.1.3. Geologicheskaya ekologiya i geofizicheskaya ekologiya.
Naryadu s ponyatiem ekogeologiya, v geografii, geologii i drugih naukah, svyazannyh s prirodoohrannoi deyatel'nost'yu, ispol'zuetsya termin geoekologiya, v kotoryi raznye avtory vkladyvayut svoi smysl. Tak, V.T.Trofimov i dr. (1997) schitayut geologicheskuyu ekologiyu (geoekologiyu) " mezhdisciplinarnoi naukoi, izuchayushei sostav, strukturu, zakonomernosti funkcionirovaniya i evolyucii estestvennyh i antropogennyh ekosistem vysokogo urovnya organizacii s cel'yu sohraneniya zhizneobespecheniya cheloveka i zhizni na Zemle " . V takom ponimanii geoekologiya dolzhna ob'edinyat' issledovaniya ekologicheskih problem Zemli, provodimye v biologii, geologii, geografii, pochvovedenii, t.e. stat' " biologiei okruzhayushei sredy " . V.I.Osipov i dr. (1997) schitayut, chto geoekologiya - eto mezhdisciplinarnoe napravlenie, ob'edinyayushee tol'ko nauki o Zemle, zanimayushiesya ekologiei geosfer. V etom sluchae ona podrazdelyaetsya na ekologiyu atmosfery (meteoekologiyu), gidrosfery (gidroekologiyu), pochv (pedoekologiyu), litosfery (ekogeologiyu). Soglasno etim opredeleniyam geoekologiya - eto fundamental'naya mezhdisciplinarnaya nauka, nahodyashayasya na styke ryada nauk, zanimayushihsya ekologicheskimi problemami. Poetomu geoekologiya dolzhna bazirovat'sya na kompleksirovanii biologicheskoi, geologicheskoi, gidrogeologicheskoi, pochvennoi, geohimicheskoi, geofizicheskoi informacii o sostoyanii prirodnyh sistem, a glavnoe - ispol'zovat' etu informaciyu dlya organizacii monitoringa. Pod monitoringom ponimaetsya sistema povtornyh izmerenii s prognozom, analizom, slezheniem za izmeneniem v prostranstve i vo vremeni parametrov prirodnoi sredy s ocenkoi sostoyaniya biosfery i prinyatiem rekomendacii dlya upravlencheskih reshenii po zashite bioty i cheloveka ot antropogenno-tehnogennogo vozdeistviya, a takzhe kontrolya za ih osushestvleniem. Glavnye zadachi ekologicheskogo monitoringa - poluchenie ob'ektivnoi, po vozmozhnosti, kolichestvennoi informacii ob izmenenii biologicheskih, geologicheskih, gidrogeologicheskih, pochvennyh, geohimicheskih, geofizicheskih parametrov prirodnoi sredy v global'nom, regional'nom i lokal'nom masshtabah. Geofizicheskoi informacii, poluchaemoi v bol'shom kolichestve s pomosh'yu ekspress-metodov i pozvolyayushei sozdavat' prostye sistemy monitoringa, dolzhna prinadlezhat' bol'shaya rol', poskol'ku ee mozhno ispol'zovat' vo vseh perechislennyh nauchnyh disciplinah. V rezul'tate kompleksnogo geosistemnogo monitoringa dayutsya ocenki territorii s tochki zreniya ih mediko-sanitarnogo sostoyaniya i vozmozhnosti normal'nogo funkcionirovaniya ekosistem.
Geoekologii v geofizike dolzhno sootvetstvovat' fundamental'noe nauchnoe teoreticheskoe napravlenie, kotoroe mozhno nazvat' geofizicheskoi ekologiei ili geofizikoi biotehnosfery. Eto napravlenie geofiziki imeet tot zhe rang, chto i geofizika atmosfery, gidrosfery i litosfery, kotorye vmeste s fizikoi Zemli i sostavlyayut geofiziku (obshuyu ili fundamental'nuyu geofiziku).
Predmetom issledovaniya geofizicheskoi ekologii yavlyayutsya fizicheskoe sostoyanie i svoistva, izmenenie v prostranstve i vo vremeni estestvennyh (kosmicheskih i zemnyh), iskusstvennyh (antropogenno-tehnogennyh) fizicheskih polei okruzhayushei cheloveka i biotu sredy. V nee s uchetom skazannogo vyshe vhodyat:
- prirodnaya sreda (chasti atmosfery, litosfery, gidrosfery);
- geologicheskaya sreda (pochvy, grunty, gornye porody i podzemnye vody);
- geograficheskaya sreda (geograficheskie sistemy ili prirodno-territorial'nye kompleksy raznogo urovnya organizacii (facii, urochisha, nabory urochish, landshafty), vzaimosvyazannye v prostranstvenno-vremennoi organizacii materii na urovne landshaftnoi sredy Zemli) [D'yakonov K.N., 1988];
- poverhnostnaya gidrosfera (akvatorii rek, ozer, shel'fy morei i okeanov);
- biosfera i tehnosfera (biotehnosfera);
- sociosfera.
Geofizicheskaya ekologiya kak fundamental'nyi razdel geofiziki, svyazannyi s izucheniem ekologicheskih problem fizicheskimi metodami, nahoditsya v stadii formirovaniya. Global'nyi harakter kosmicheskih i zemnyh fizicheskih polei (gravitacionnyh, magnitnyh, elektromagnitnyh i dr.), ih prostranstvenno-vremennaya differenciaciya, kosmoritmichnost' i kosmokatastrofichnost' pozvolyayut nam schitat', chto oni igrayut glavnuyu rol' v razvitii Zemli, litosfery, biosfery [Razrabotka koncepcii monitoringa prirodno-tehnogennyh sistem, 1993]. Poetomu pravomernost' geofizicheskoi ekologii (geofiziki biotehnosfery) ne vyzyvaet somneniya. Nauchno-prikladnoi zhe razdel geofizicheskoi ekologii - ekologicheskaya geofizika (ekogeofizika) aktivno razvivaetsya. V etom razdele nastoyashei raboty rassmotreny tri osnovnyh napravleniya ekogeofiziki, svyazannyh so strukturnymi (geodinamicheskimi) narusheniyami, veshestvennymi (geohimicheskimi) i energeticheskimi (polevymi i fizicheskimi) vidami zagryazneniya okruzhayushei sredy.
6.1.4. Osobennosti fiziko-geologicheskih modelei v ekogeofizike.
Vo vseh rassmotrennyh vyshe prikladnyh metodah geofiziki (glubinnoi, regional'noi, razvedochnoi i inzhenernoi) v toi ili inoi mere reshayutsya ekologicheskie zadachi. Ih vydelenie v ekologicheskuyu geofiziku sleduet nachat' s postroeniya fiziko-geologicheskoi modeli istochnika ekoanomalii (FGME) (Vahromeev G.S., 1995). Eto neobhodimo dlya osmyslennoi postanovki zadach, vybora geofizicheskih metodov dlya ih resheniya, a takzhe racional'noi metodiki rabot i interpretacii poluchaemyh dannyh.
Pod FGME mozhno ponimat' abstraktnoe telo prostoi geometricheskoi formy, kotorym mozhno approksimirovat' istochnik ekoanomalii. Naprimer, zahoronennyi radioaktivnyi istochnik - eto tochechnyi istochnik, zona tektonicheskogo narusheniya - vertikal'nyi plast, plenka nefteproduktov v gruntovom potoke - gorizontal'naya tonkaya ploskost' i t.p. Istochnik ekoanomalii vydelyaetsya iz vmeshayushei sredy odnim ili neskol'kimi petrofizicheskimi svoistvami i izlucheniem (sozdaniem) fizicheskih polei. V privedennom vyshe primere eto povyshennaya radioaktivnost' istochnika i anomal'noe gamma-pole; povyshennye elektroprovodnost', al'fa-aktivnost', magnitnost', teploprovodnost' zony tektonicheskogo narusheniya i anomal'nye elektricheskoe, radonovoe, magnitnoe, teplovye polya; ponizhennye znacheniya udel'nogo elektricheskogo soprotivleniya, dielektricheskoi pronicaemosti plenki nefteproduktov. FGME, po G.S.Vahromeevu (1995), mogut byt':
- staticheskimi (postoyannymi vo vremeni, naprimer, sozdavaemymi radioaktivnym istochnikom ili zonoi narusheniya) i dinamicheskimi (peremennymi vo vremeni, naprimer, nablyudaemymi nad plenkoi nefteproduktov);
- dvual'ternativnymi, kogda geoprostranstvo delitsya na anomalosozdayushii ob'ekt i vmeshayushuyu sredu (naprimer, v sluchae radioaktivnogo istochnika) i mnogoal'ternativnymi, sostoyashimi iz neskol'kih vozmushayushih istochnikov (naprimer, v sluchae zon narushenii i plenki nefteproduktov);
- determinirovannymi (zakonomerno obuslovlennymi i rasschityvaemymi), naprimer, radioaktivnoe telo, zona narushenii, i veroyatnostno-statisticheskimi, naprimer, plenka nefteproduktov;
- apriornymi, ispol'zuemymi pri proektirovanii rabot i reshenii pryamyh zadach, i aposteriornymi, kotorye poluchayutsya pri interpretacii i reshenii obratnyh zadach.
Krome togo, FGME mogut byt' lokal'nymi, regional'nymi, planetarnymi, blizpoverhnostnymi i glubinnymi, postoyannymi, nizkochastotnymi, vysokochastotnymi, impul'snymi i dr. Razumeetsya, kazhdyi ekologicheskii ob'ekt, issleduemyi s pomosh'yu geofiziki, mozhet byt' predstavlen neskol'kimi FGME, postepenno menyayushimisya po mere polucheniya dopolnitel'noi informacii v hode kompleksnyh geologo-geofizicheskih issledovanii.
Ekogeofizicheskaya informaciya otlichaetsya vysokoi tochnost'yu, vosproizvodimost'yu i ekspressnost'yu s'emok, polucheniem bol'shogo chisla parametrov, vozmozhnost'yu provedeniya distancionnyh i povtornyh izmerenii, razrabotannost'yu komp'yuternyh tehnologii polucheniya " pometodnyh " i kompleksnyh fizicheskih parametrov. Konechnoi cel'yu interpretacii yavlyaetsya ispol'zovanie geofizicheskih parametrov dlya polucheniya teh ili inyh ekologicheskih, ekogeohimicheskih, ekogeodinamicheskih, ekogidrogeologicheskih i drugih ekoparametrov putem ustanovleniya korrelyacionnyh svyazei.
Nizhe rassmotreny sushnost', zadachi i metody geodinamicheskogo, geohimicheskogo i fizicheskogo (energeticheskogo) napravlenii ekogeofiziki.
6.2. Ekologo-geofizicheskie issledovaniya i monitoring geodinamicheskih prirodnyh i tehnogennyh processov
6.2.1. Geodinamicheskie prirodno-tehnogennye processy i ustoichivost' geologicheskoi sredy.
Geodinamicheskimi prirodno-tehnogennymi processami nazyvayut:
- izverzheniya vulkanov;
- izmeneniya napryazhennogo sostoyaniya gornyh porod, privodyashie k uplotneniyu, razrusheniyam, obvalam, osypyam i drugim gravitacionnym processam;
- seismichnost', obuslovlennuyu udalennymi, mestnymi estestvennymi i tehnogennymi zemletryaseniyami;
- opolznevye processy i abraziyu beregov, vyzyvaemye prirodnymi processami i inzhenerno-tehnicheskoi deyatel'nost'yu;
- karstovye yavleniya, svyazannye s suffoziei (vymyvaniem) ryhlyh porod i rastvoreniem karbonatnyh porod podzemnymi vodami, vozrastayushimi pri izmenenii ih rezhima pod vozdeistviem prirodno-tehnogennyh faktorov;
- kriogennye processy, soprovozhdayushiesya perehodom temperatury porod ot otricatel'noi k polozhitel'noi i privodyashie k destrukcii merzloty, a znachit, k izmeneniyu fiziko-mehanicheskih i prochnostnyh svoistv gornyh porod.
Prirodnye geodinamicheskie processy razvivayutsya ili v vide plavnyh ritmichnyh izmenenii s periodami ot sekund do millionov let, chto yavlyaetsya priznakom " poryadka " v litosfere i na Zemle, ili v vide katastroficheskih proyavlenii - " haosa " [Atlas vremennyh variacii prirodnyh processov, 1994]. " Poryadok " i " haos " opredelyayutsya kak zemnymi, tak i kosmicheskimi prichinami i peredayutsya cherez fizicheskii vakuum. On harakterizuetsya bezmassovoi energiei vysokoi plotnosti i nalichiem kolebanii. Slozhenie ritmov raznoi prirody, naprimer vliyaniya Solnca, planet, Luny, mozhet privesti k rezonansam, vyzyvayushim katastrofy. Poskol'ku geologicheskaya sreda yavlyaetsya neodnorodnoi, sostoyashei iz tverdyh chastic, pustot, flyuidov, sloev, blokov i t.p. s raznym napryazhennym sostoyaniem, to ritmy i katastrofy peredayutsya po-raznomu i fiksiruyutsya v porodah neodinakovo. A.Sinyakovym vyskazana gipoteza lokal'nyh geofizicheskih rezonansov (LGR), soglasno kotoroi slozhenie vzaimodeistvii raznyh ob'ektov Solnechnoi sistemy i kosmosa mozhet byt' napravleno v nekotoruyu lokal'nuyu chast' Zemli, v " zadannoe " vremya (proshedshee i budushee). Voznikshii zdes' LGR okazyvaet moshnoe vozdeistvie na prirodu, tehniku, cheloveka, chto i privodit k prirodno-tehnogennym katastrofam, a takzhe k narusheniyam funkcional'noi deyatel'nosti lyudei (ocepenenie), soputstvuyushim tehnogennym katastrofam. Razrabotannye im algoritmy, programmy i rezul'taty matematicheskogo modelirovaniya pozvolili ob'yasnit' nekotorye antropogenno-tehnogennye katastrofy lokal'nym geofizicheskim rezonansom.
Sovremennoe sostoyanie inzhenerno-geologicheskih uslovii i prognoz ih izmenenii pod deistviem geodinamicheskih prirodnyh i tehnogennyh processov i faktorov mozhno oharakterizovat' vvedennym V.T.Trofimovym ponyatiem ustoichivosti geologicheskoi sredy (UGS). Pod UGS sleduet ponimat' zavisimost' geologicheskoi sredy (GS) ot sostoyaniya i skorosti razvitiya endogennyh (vnutrennih) i ekzogennyh (vneshnih) prirodnyh, a takzhe tehnogennyh processov. Oni, v svoyu ochered', izmenyayut geologo-geofizicheskie svoistva: fiziko-mehanicheskie i deformacionno-prochnostnye, harakterizuyushie tenzo- i vibrochuvstvitel'nost'; vodno-fizicheskie svoistva, menyayushie ee flyuidochuvstvitel'nost', i geofizicheskie (plotnost', namagnichennost', elektroprovodnost', uprugie parametry, teploprovodnost' i dr.), kotorymi i opredelyayutsya anomalii fizicheskih polei.
Nablyudaetsya nepreryvnoe usilenie estestvennyh i tehnogennyh geodinamicheskih processov. Plavnye, evolyucionnye processy privodyat k otkloneniyu sostoyaniya litosfery ot optimal'nogo, a katastroficheskie - k razrusheniyu sredy obitaniya i gibeli lyudei.
Osnovnymi razdelami geodinamicheskoi ekogeofiziki yavlyayutsya: ekoseismologiya, ekogravitaciya, ekogidrogeofizika, ekokriologiya.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
